Secara kodrati manusia diciptakan untuk hidup di darat. Manusia tidak memiliki alat gerak yang bisa digunakan untuk terbang. Namun, burung-burung yang dapat terbang bebas di angkasa telah memberi inspirasi bagi manusia untuk menjelajah lebih jauh dari habitatnya. Kemampuan untuk terbang bebas di angkasa menjadi suatu simbol kebebasan dan lepas dari belenggu gravitasi.
Pada awalnya manusia menganggap bahwa untuk bisa terbang maka kita harus melakukannya sebagaimana burung terbang. Dan satu-satunya cara adalah dengan mengepakkan sayap seperti halnya burung. Atas dasar itu lah kemudian bermunculan para peloncat-peloncat menara dengan desain sayap yang mereka ciptakan sendiri. Mereka tidak hanya satu, tapi puluhan, dengan satu mimpi yang sama: terbang. Namun malang, tak ada satupun yang berhasil. Bahkan lebih banyak yang justru menemui ajal.
Orang sekaliber Leonardo da Vinci pun ikut terbawa oleh euforia impian terbang. Da Vinci pernah manciptakan suatu desain mesin terbang yang disebut ornitopter. Meskipun bukan alat yang berhasil membuat manusia dapat terbang, namun saya sangat kagum dengan desain ini. Berbeda dengan para peloncat menara, da Vinci tidak lah bodoh. Sebelum desainnya direalisasikan, ia segera meyadari bahwa tidak mungkin manusia -dengan tenaga yang dimilikinya- bisa melakukan pengendalian, mengepakkan sayap, dan navigasi dalam waktu bersamaan. Banyak waktu yang ia curahkan untuk sekedar mempelajari bagaimana burung-burung terbang.
Suatu pernyataan da Vinci yang begitu visioner adalah metode separasi. Sekitar 1500 tahun yang lalu da Vinci telah mengemukakan bahwa untuk bisa terbang cukuplah dilakukan dengan sayap tetap dan memberinya gaya dorong. Hal ini didasari dari hasil pengamatannya dari teknik burung untuk terbang. Menurutnya, sayap burung terdiri dari dua bagian yang memiliki fungsi masing-masing. Bagian pangkal sayap burung yang relatif tetap (fixed) berfungsi membangkitkan gaya angkat. Sedangkan bagian ujung sayap burung berfungsi untuk mengepak dan membangkitkan gaya dorong. Separasi gaya menjadi gaya angkat dan gaya dorong inilah yang sampai sekarang dipakai untuk menciptakan mesin terbang.
Lalu bagaimana pesawat udara dapat terbang? Adalah suatu yang salah jika kita berfikir bahwa mesin (engine) lah menyebabkan pesawat dapat terbang. Pada dasarnya, sayap lah yang memberi gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang, sedangkan engine hanya memberi gaya dorong (thrust) untuk bengerak maju. Jadi, kesimpulan mudahnya adalah bahwa pesawat udara (bukan pesawat antarikasa) dapat terbang karena memiliki sayap.
Pertanyaan selanjutnya, bagaimana gaya angkat (lift) dapat terbangkit di sayap? Secara mudah dapat dijelaskan bahwa gaya angkat terbangkitkan karena ada perbedaan tekanan di permukaan atas dan permukaan bawah sayap. Bentuk airfoil sayap diciptakan sedemikian rupa agar tercipta karakteristik aliran yang sesuai dengan keinginan. Singkatnya, gaya angkat akan ada jika tekanan dibawah permukaan sayap lebih tinggi dari tekanan diatas permukaan sayap. Perbedaan tekanan ini dapat terjadi karena perbedaan kecepatan aliran udara diatas dan dibawah permukaan sayap. Sesuai hukum Bernoulli semakin cepat kecepatan aliran maka tekanannya makin rendah. Besarnya gaya angkat yang dibangkitkan berbanding lurus dengan Luas permukaan sayap, kerapatan udara, kuadrat kecepatan, dan koefisien gaya angkat.
Jadi, untuk pesawat udara, engine berfungsi memberikan gaya dorong agar pesawat dapat bergerak maju. Akibat gerak maju pesawat maka terjadi gerakan relatif udara di permukaan sayap. Dengan bentuk geometri airfoil tertentu dan sudut serang sayap (angel of attack) tertentu maka akan menghasilkan suatu karakteristik aliran udara dipermukaan sayap yang kemudian akan menciptakan beda tekanan dipermukaan atas dan permukaan bawah sayap yang kemudian membangkitkan gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang.
Januari 16, 2007 pukul 3:43 am
Sebelumnya perkenankan saya memperkenalkan diri saya ya… Nama saya Chafid Subekti, seorang mahasiswa Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. saya hanya ingin menanggapi terhadap tulisan yang menyatakan bahwa pesawat dapat terbang disebabkan karena adanya perbedaan tekanan sehingga dalam perhitungan matematisnya dapat digunakan Hukun Bernaulli, tapi sejujurnya dari Kuliah yang saya dapatkan di Jurusan saya yaitu Mekanika Pesawat Terbang, diungkapkan bahwa pesawt bisa terbang tidak lain dikarena suatu gaya yang saling aksi dan bereaksi, dengan kata lain, pesawat terbang itu merupakan aplikasi dari Hukum III Newton tentang Gerak bukan Prinsip Bernaulli, di mana suatu benda jika diberi gaya aksi maka akan melawan dcengan gaya reaksi. dalam hal ini gaya aksi yaitu gerak (tekanan) udara yang berasal dari permukaan airfoil (bentuk sayap) bagian atas yang menekan airfoil ke bagian bawah dengan tekanan Beribu-ribu ton udara, sehingga karena pada bagian bawah airfoil tertekan oleh ribuan ton udara dari atas airfoil maka secara matematis (dari Hukum III Newton) bagian bawah airfoil tersebut harus melawan tekanan dari atas airfoil tersebut. dan tekanan dari bawah inilah (gaya reaksi) yang menyebabkan pesawat bisa terbang, dan selanjutnya di sebut gaya drag……..
maaf….maaf klo dari penjelasan saya ada yang salah, tujuan saya hanyalah berdiskusi semata……
Januari 16, 2007 pukul 6:03 am
Terima kasih atas respon yang Anda berikan. Tulisan yang saya posting sebisa mungkin saya gunakan dengan bahasa yang sederhana agar mudah dipahami.
Tentunya pesawat dapat terbang terbang karena ada gaya yang mengangkatnya.
Disini banyak hukum fisika yang berlaku, dan tentu saja hukum newton.
Yang saya tangkap dari komentar Anda, jika terjadi gaya aksi-reaksi, bukankah gaya reaksi akan sama besar dengan gaya aksi? Hukum III Newton : F aksi = F reaksi. Jika sama besar, maka tidak ada gaya angkat terjadi karena F aksi = F reaksi, berlawan arah, resultan gaya nol.
Hal penting yang perlu saya koreksi, gaya angkat disebut lift, arahnya tegak lurus vektor kecepatan ( V free stream) ke arah sumbu y positif. Sedangkan drag adalah gaya hambat, arahnya sejajar vektor kecepatan ke arah sumbu x positif.
Gaya angkat yang ditimbul sangat relevan kita tinjau dari segi aerodinamika. Berikut penjelasannya:
Asimsi : airfoil asimetris, karena jika airfoil simetris pada sudut serang (angle of attack) nol derajat tidak terbangkit gaya angkat. Aliran udara dari kiri ke kanan.
Aliran udara terbagi menjadi 2 di leading edge (ujung depan airfoil), bergerak mengikuti kontur airfoil dan bertemu kembali di trailing edge (ujung belakang airfoil). Akibat pebedaan sudut datang aliran di trailing edge, akan timbul starting vortex (pusaran awal), berlawan arah putar jarum jam. Agar tetap memenuhi hukum kekekalan momentum, harus ada pusaran yang melawan starting votex. Maka pada airfoil timbul bound vortex (pusaran melekat) yang searah putar jarum jam –menurut teorema Kutta-Joukowsky disebut sirkulasi–. Akibat adanya bound vortex, aliran udara dipermukaan airfoil dipercepat dan aliran udara dibawah permukaan airfoil diperlambat (V atas > V bawah).
Pebedaan kecepatan aliran inilah yang mengakibatkan perbedaaan tekanan dipermukaan atas dan permukaan bawah airfoil (P atas lebih kecil dari P bawah). Sesuai hukum Bernoulli bahwa tekanan berbanding terbalik dengan kecepatan aliran. Dan akhirnya terbangkit gaya angkat, lift (L).
L = 0.5*rho*v^2*S*Cl
rho kerapatan udara, v kecepatan, S luas sayap, Cl koefisien gaya angkat.
Senang berdiskusi dengan Anda.
Maret 22, 2007 pukul 3:28 am
send donk
November 23, 2007 pukul 4:12 pm
Perkenankan saya ikut ambil bagian. Pertama-tama, salam kenal, saudara Azki. Saya, Inu, penikmat fisika. Dulu saya sempat tak suka fisika, tetapi kini mulai makin suka.
Menurut apa yang pernah saya pelajari dari beberapa jurnal tentang gaya angkat sayap pesawat terbang, gaya angkat sayap pesawat itu timbul sesuai hukum Newton ke tiga (hukum aksi-reaksi) seperti telah dijelaskan oleh saudara Chavid. Dapat saya nyatakan dengan cara lain bahwa aliran massa udara di bagian atas sayap yang terbelokkan ke arah bawah-belakang sayap seturut efek coanda telah memberikan gaya (aksi) pada aliran massa udara di bagian belakang-bawah sayap tersebut. Juga, akibat efek coanda, permukaan atas sayap pun telah memberikan gaya (aksi) pada massa udara yang dibelokkannya tadi. Akibatnya, sayap akan mendapatkan gaya angkat dan pesawat dapat terbang.
Ada dua pengertian yang perlu saya tambahkan sebagai pengetahuan kunci agar penjelasan di atas dapat dipahami, yaitu efek coanda dan hukum aksi-reaksi. Pertama, efek coanda adalah peristiwa cenderung mengalirnya zat alir (fluida) mengikuti kontur permukaan benda yang dialirinya. Sedangkan mengapa zat alir mengalir mengikuti kontur permukaan tersebut tentunya terkait dengan adanya gaya adhesi (gaya tarik-menarik antara molekul-molekul yang berbeda jenis) antar permukaan sayap dan aliran udara. Kedua, hukum aksi-reaksi menyatakan tentang keberlakuan kenyataan bahwa bila suatu benda mengerahkan gaya (aksi) pada benda lain, maka benda lain akan mengerahkan gaya (reaksi) pada benda pertama tersebut dengan besar gaya yang sama besar, tetapi dengan arah yang berlawanan. Jadi, gaya (aksi) dan gaya (reaksi) tidak bekerja pada benda yang sama, tetapi pada benda yang berbeda. Jika kedua gaya tersebut bekerja pada benda yang sama, maka resultannya akan nol. Bukan ini yang dinyatakan oleh Newton dalam hukum aksi-reaksi.
Penjelasan tentang gaya angkat sayap pesawat dapat saudara pelajari salah satunya melalui : http://www.allstar.fiu.edu/aero/airflylvl3.htm
Demikian komentar saya, mohon maaf bila ada hal yang kurang berkenan.
November 24, 2007 pukul 5:59 am
Terima kasih saudara inu atas tambahan ilmunya. SAlam kenal juga
Perbandingan lift generation versi Newton dan Bernauli dapat dilihat di http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/bernnew.html
Oya, tulisan saya diatas mengacu referensi Diktat kuliah Pengantar Teknik Penerbangan, Said D Jenie. Saya lupa mencantumkan.
Desember 12, 2007 pukul 5:30 am
kesimpulannya gaya angkat (lift) pada pesawat dapat terjadi karena perbedaan tekanan udara pada permukaan atas dan permukaan bawah sayap pesawat. dimana tekanan pada permukaan bawah sayap pesawat lebih tinggi daripada tekanan permukaan pesawat
tolong dong jelaskan lagi mengenai mengapa dapat terjadi tekanan yang lebih tinggi dan lebih rendah..serta hukumnya?
Maret 17, 2008 pukul 12:47 pm
makasih banyak yaaa..
berguna bgt buat tugas sekolahquu..
Maret 19, 2008 pukul 11:14 am
assalamualikum..perkenalkan nama saya ryan aji. saya adalah salah satu dari ribuan orang yang gemar terhadap fisika, hingga sekarang saya masuk fisika UPI,.saya sangat tertarik sekali tentang artikel gaya angkat pesawat terrbang ini. menurut yang saya pelajari, benar apa yang diakatakan oleh saudara azki hakim bahwa gaya angkat pesawat terbang itu terjadi karena perbedaan tekanan udara disekita sayap pesawat. sayap pesawat di rancang sedemikian rupa sehingga tekanan udara dibawah sayap pesawat lebih besar dari pada tekana udara di bagian atas pesawat. hal ini dapat dilihat dari desain sayap pesawat terbang.benar seakli didikatan bahwa kecepatan udara yang besar akan menyebabakan tekana udara yang kecil. dibagian sayap pesawat ada suatu bagian (lupa apa namnya)yang dapat bergerak-gerak ketika pesawat akan take off.saya tahu karena saya udah beberapa kali naik pesawat dan duduk di dekat bagian sayap pesawat. mungkin benda yang bergerak-gerak inilah yang mengatur tekanan udara disekita sayap pesawat. mengenai aplikas i hukum III newton, setahu saya digunakan dalam gaya adorong roket.
maaf bila ada kesalahan..saya pribadi asih belajar tentang hal ini…salam kenal..
September 7, 2008 pukul 2:51 pm
ada tugas sekolah ni.. Makasih ya.. Salam dari Angga, di Bogor
Oktober 8, 2008 pukul 12:20 pm
salam kenal nama saya Christian lulusan diklat penerbangan Jayapura Papua, saya sangat tertarik dengan pesawat udara. menurut yang saya pelajari suatu pesawat udara bisa terangkat (daya angkat/lift) di karenakan bentuk Sayap pesawat yang Aerofoil, dan pada sayap ini berlaku hukum bernouli dimana suatu aliran udara akan selalu tetap apabila tidak mendapat tekanan dari luar. dengan adanya bentuk sayap yang aerofoil maka udara mendapat tekanan yang berbeda dimana bagian bawah sayap mendapat tekanan lebih besar sehingga terjadi daya angkat. Hukum III newton mempelajari aksi dan reaski dimana aksi akan berbanding lurus dengan reaksi. jadi dalam hal ini saya setuju dengan saudara Azki. sebagai contoh Hukum III newton apabila kita mengepalkan tangan dan memukulkan dengan kuat ke tembok sebagai aksi maka reaksi yang di timbulkan tangan kita akan bengkak. semakin kuat kita pukulkan ke tembok semakin besar pula bengkak/memar yang terjadi. jadi bagaimana mungkin pesawat dapat terangkat apabila aksi yang di berikan dari atas di balas sama dengan hasil yang diberikan dari bawah hasilnya adlah nol. tidak ada daya angkat sama sekali. jika ada kekurangan mohon di koreksi. terima kasih !!!
November 19, 2008 pukul 3:56 am
mas terus terang saya bingung??
saya cuma mau tanya .. kalo kerapatan udara itu apa?
kerapatan udara ada perbandingannya ga dengan ketinggian, dalam artian apakah semakin tinggi posisi semakin rapat kerapatan udara ?
sori kalo ga nyambung,soalnya lagi kepikiran aja…hehehe
November 19, 2008 pukul 2:05 pm
makasih…semua,biar agak ruet tapi setidaknya saya bisa sedikit memberi jawaban pada anak saya yg berumur 3 th yg menanyakan hal itu…makasih banget…….:-D…
Desember 8, 2008 pukul 5:41 am
makasi banyak..
saya murid sma kelas 3, sudah mau lulus, maunya masuk curug jadi skalian cari-cari informasi tentang pesawat..
sakali lagi terimakasih…
April 6, 2009 pukul 11:25 am
kpn w naek pesawat terbang yy ??
April 16, 2009 pukul 4:22 am
kenalkan nama saya aita, guru SD. terimakasih infonya untuk bahan ShowCase saya di Sekolah Fair, walaupun saya baru satu kali naek pesawat terbang.
Mei 28, 2009 pukul 2:59 am
tx inpohnya
Agustus 12, 2009 pukul 2:08 am
ente-ente pikirin deh tuh caranye pesawat bisa terbang, ampe jambak-jambakan kali. sedangkan orang bule udah dapet uangnye tuh, hayo jangan pade teori berbuat sesuatu dong demi bangsa.kite lagi terpuruk nih.diluar negeri indonesia terkenalnya banyak bom.maaf kalo komen ini bukan diruang yang tepat.
Agustus 16, 2009 pukul 12:48 am
lumayan bagus untuk buat pr …
makasih ya .
September 9, 2009 pukul 7:22 pm
@hafis : SETUJU….
Lantas bagaimana dengan WiG/WiSE? apakah termasuk pesawat? atau lebih ke ACV(air cshion vehicle)? ato high speed marine?
September 10, 2009 pukul 8:03 am
Saya Husnul, taruni STM Penerbangan Jakarta.
klu berrdasarkan Ilmu Aerodinamika yg saya pelajari, penyebab pesawat bisa terbang adalah:
Pesawat memiliki bentuk yang AERODINAMIS, yaitu bentuk yg sedemikian rupa, (seperti airfoil),memiliki sayap, dan diberikan Thrust.
sehingga ketika diberikan thrust tsb, pesawat akan mengalami, REAKSI AERODINAMIK,
nah dari REAKSI AERODINAMIK inilah timbul gaya angkat (Lift), yg menyebabkan Pesawat mampu take off(terbang)
nah selain Gaya Lift dan Thurst yg dibutuhkan pesawt,
pesawt jga membutuhkan gaya Weight dan Drag agar dapat seimbang dalam Penerbangan.
Oktober 14, 2009 pukul 6:44 am
ok mas azki, thx inpo. Bagus bgt artikelnya